Bliska podczerwień (NIR) obejmuje zakres 750–2 500 nm, łącząc widzialne światło czerwone ze średnią podczerwienią. Szeroko stosowana w teledetekcji, światłowodach, medycynie i analizie przemysłowej dzięki swoim unikalnym właściwościom.
Promieniowanie bliskiej podczerwieni (NIR) zajmuje obszar widma elektromagnetycznego tuż za widzialnym światłem czerwonym, obejmując około 750 nanometrów (nm) do 2 500 nm (2,5 mikrometra, μm). Jest to pierwszy segment szerszego zakresu podczerwieni, który rozciąga się do około 1 milimetra (mm). “Bliska” odnosi się do jej położenia względem widma widzialnego i odróżnia ją od zakresów średniej i dalekiej podczerwieni.
NIR jest niewidoczna gołym okiem ze względu na niższą energię fotonów. Jej praktyczne granice określają często właściwości detektorów: fotodiody krzemowe (do ~1 100 nm), detektory indowo-galowo-arsenowe (InGaAs, do ~1 700 nm) i detektory siarczku ołowiu (PbS, do 2 500 nm).
NIR jest niezbędna w teledetekcji, komunikacji światłowodowej, astronomii, diagnostyce medycznej oraz monitorowaniu procesów przemysłowych. Jej silne odbicie od roślinności, charakterystyczne cechy absorpcji w tkankach biologicznych oraz niskie tłumienie w światłowodach czynią ją wyjątkowo przydatną do nieinwazyjnej analizy i przesyłania sygnałów na duże odległości.
Widmo elektromagnetyczne obejmuje wszystkie częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego. Zakres widzialny dla człowieka to ok. 400–700 nm. NIR znajduje się tuż za czerwoną krawędzią światła widzialnego, zwykle w zakresie 700–2 500 nm (0,7–2,5 μm), wyprzedzając zakres średniej podczerwieni (MIR).
| Zakres | Zakres długości fali (nm) | Zakres długości fali (μm) |
|---|---|---|
| Widzialny | 400–700 | 0,4–0,7 |
| Bliska podczerwień | 700–2 500 | 0,7–2,5 |
| Średnia podczerwień | 2 500–25 000 | 2,5–25 |
| Daleka podczerwień | 25 000–1 000 000 | 25–1 000 |
Okna transmisji atmosferycznej w NIR sprawiają, że jest ona szczególnie przydatna w obserwacji Ziemi i monitoringu środowiska.
Granice NIR nie są sztywno ustalone i mogą się zmieniać w zależności od dziedziny lub zastosowania. W fizyce i inżynierii:
Podział zakresów podczerwieni:
| Zakres | Zakres długości fali (μm) | Zastosowania |
|---|---|---|
| Bliska podczerwień | 0,75–2,5 | Teledetekcja, światłowody, obrazowanie |
| Krótka podczerwień | 1,0–3,0 | Noktowizja, spektroskopia |
| Średnia podczerwień | 2,5–25 | Obrazowanie termiczne, spektroskopia cząsteczkowa |
| Daleka podczerwień | 25–1 000 | Astronomia, badania głębokiej termiki |
NIR została odkryta przez Sir Williama Herschela w 1800 roku. Używając pryzmatu do rozszczepienia światła słonecznego, Herschel umieszczał termometry w każdym paśmie kolorów i zauważył najwyższą temperaturę tuż poza widzialną czerwienią — tam, gdzie światło nie było widoczne. Nazwał je „promieniami kalorycznymi”, obecnie znanymi jako promieniowanie podczerwone, udowadniając, że światło wykracza poza zakres widzialny.
Kolejne badania doprowadziły do rozwoju czułych detektorów i podziału widma podczerwieni wraz z rozwojem technologii. W XX wieku nastąpił gwałtowny rozwój zastosowań NIR, zwłaszcza dzięki elektronicznym detektorom i teledetekcji satelitarnej. Dziś NIR jest kluczowa w spektroskopii, monitoringu środowiska, diagnostyce biomedycznej i analizie przemysłowej.
NIR: 750–2 500 nm (0,75–2,5 μm)
Zakres częstotliwości: ok. 400 THz (krótkofalowa) do ok. 120 THz (długofalowa)
| Właściwość | Wartość |
|---|---|
| Zakres długości fali | 0,75–2,5 μm (750–2 500 nm) |
| Zakres częstotliwości | 120–400 THz |
Granice detekcji zależą od rodzaju sensora (krzem, InGaAs, PbS).
Energia fotonów NIR: ok. 1,65 eV (750 nm) do 0,5 eV (2 500 nm).
To wystarcza do wzbudzania drgań cząsteczek, ale nie do jonizacji czy rozrywania wiązań chemicznych, przez co NIR jest nieinwazyjna i bezpieczna w wielu zastosowaniach.
NIR oddziałuje z materią poprzez odbicie, absorpcję i transmisję.
Bliska podczerwień w spektroskopii (NIRS):
Analizuje absorpcję/odbicie światła NIR do identyfikacji składu chemicznego i struktury molekularnej. Stosowana w rolnictwie, kontroli jakości żywności, farmacji i monitoringu środowiska.
Atmosferyczne „okna” o minimalnej absorpcji obejmują:
Długości fali NIR (1 300–1 550 nm) mają minimalne tłumienie w włóknach krzemionkowych, przez co stanowią podstawę szybkiego Internetu i sieci telekomunikacyjnych.
Kamery czułe na NIR umożliwiają obrazowanie przy słabym oświetleniu dla wojska, służb bezpieczeństwa i nadzoru.
Teleskopy NIR pozwalają patrzeć przez chmury pyłu, ujawniając formowanie gwiazd i strukturę galaktyk ukrytą w świetle widzialnym.
Międzynarodowe normy (ISO, IEC, ICAO) określają pomiary NIR, kalibrację sensorów i zastosowania w lotnictwie, teledetekcji i komunikacji.
NIR jest niejonizująca i generalnie bezpieczna przy rutynowym kontakcie z człowiekiem. Szeroko stosowana w diagnostyce medycznej i elektronice użytkowej.
Postępy w technologii detektorów, uczeniu maszynowym do analizy danych NIR oraz integracja z innymi sensorami (termalnymi, wielospektralnymi) będą dalej poszerzać wpływ NIR w nauce, przemyśle i społeczeństwie.
Bliska podczerwień (NIR) to istotny obszar widma elektromagnetycznego, łączący światło widzialne i średnią podczerwień. Jej unikalne cechy — wysokie odbicie od roślinności, niskie tłumienie w światłowodach oraz charakterystyczna absorpcja molekularna — czynią ją podstawą teledetekcji, telekomunikacji, medycyny i przemysłu. Wraz z rozwojem technologii rola NIR w monitoringu, diagnostyce i komunikacji będzie tylko rosnąć.
Źródła:
Po szczegółowe informacje i specyfikacje techniczne warto sięgnąć do czasopism naukowych i kart katalogowych producentów technologii NIR.
Bliska podczerwień (NIR) to część widma elektromagnetycznego o długościach fali tuż poza widzialnym światłem czerwonym, zazwyczaj od 750 do 2 500 nanometrów. NIR jest niewidoczna dla oka ludzkiego, lecz szeroko wykorzystywana w technice, nauce i przemyśle ze względu na unikalne oddziaływanie z materią.
NIR stosuje się w komunikacji światłowodowej, teledetekcji (obrazowanie satelitarne i dronowe), diagnostyce medycznej (np. spektroskopia tkanek), noktowizji, kontroli jakości przemysłowej, a nawet w elektronice konsumenckiej do czujników biometrycznych.
Odbicie NIR jest bardzo czułe na stan zdrowotny roślin, zawartość wody i właściwości gleby. Satelity i drony wykorzystują pasma NIR do oceny kondycji upraw, wykrywania suszy, monitorowania wylesień oraz dokładnego mapowania zmian pokrycia terenu.
NIR wykrywa się za pomocą specjalistycznych detektorów, takich jak fotodiody krzemowe (do 1 100 nm), fotodiody InGaAs (do 1 700 nm) oraz detektory PbS (do 2 500 nm). Powszechnie używa się także kamer NIR, spektrometrów i matryc obrazujących.
Tak, NIR jest niejonizująca i nie posiada wystarczającej energii fotonów, by uszkadzać DNA lub tkanki. Szeroko stosowana w diagnostyce medycznej i obrazowaniu ze względu na bezpieczeństwo oraz zdolność do penetracji tkanek miękkich.
Technologia NIR rewolucjonizuje branże od rolnictwa po medycynę. Dowiedz się, jak rozwiązania oparte na NIR mogą zwiększyć efektywność, innowacyjność i jakość analiz w Twojej firmie. Skontaktuj się, aby poznać zaawansowane zastosowania NIR w praktyce.
Promieniowanie podczerwone (IR) to część widma elektromagnetycznego o długości fali dłuższej niż światło widzialne czerwone, a krótszej niż mikrofale, obejmując...
Widmo widzialne to zakres długości fal elektromagnetycznych wykrywanych przez ludzkie oko, obejmujący około 380–750 nanometrów. Stanowi podstawę percepcji barw,...
Spektroradiometr to przyrząd służący do pomiaru bezwzględnego rozkładu mocy widmowej promieniowania elektromagnetycznego, dostarczający precyzyjnych danych foto...
Zgoda na Pliki Cookie
Używamy plików cookie, aby poprawić jakość przeglądania i analizować nasz ruch. See our privacy policy.
